[發明專利]一種鉆井液固控循環系統工藝方法

有效

• 申請號: 201410726909.5
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104499970A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 梁吉軍;史曉暉;馬達昌;劉云明;陳超;藺磊;王聰;亓潔舲;任加新;亓玉;劉興旺;孫昌偉;辛偉
• 申請（專利權）人: 山東萊蕪煤礦機械有限公司
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鉆井液固控循環系統工藝方法，特別涉及一種石油天然氣鉆井過程中產生的鉆井液處理的工藝方法。

背景技術

鉆井液，是鉆井過程中使用的循環的流體，是液體、固體和化學處理劑的混合物。鉆井液的循環，是鉆井液經鉆井泵加壓獲得水壓后，通過高壓管匯、水龍頭輸送到鉆桿內腔，沿鉆桿內腔流到地下，從鉆頭噴嘴噴射出來，將鉆頭在地層下破碎的巖屑沿鉆桿外的環形空間帶回地面，將由井口返回地面的(泥漿)里面的大的鉆屑、重晶石及其他的大固體顆粒進行有效的分離，處理過的鉆井液(泥漿)可以重復使用，從而降低鉆井的成本，并且有利于環境保護。

鉆井實踐表明，當泥漿中固相顆粒減少1％時，鉆頭的壽命延長7～10％，鉆速提高29％以上。在鉆井過程中，優良的鉆井液性能是提高鉆井速度，降低鉆井成本、預防井下事故、保護油氣產層的前提，而鉆井液固控系統是維持鉆井液性能的保證。

傳統的廢棄井液處理方法為就地掩埋，具體地，對于遠離水源地的鉆井現場，鉆井前需要在井場挖2000至5000方的泥漿地，鋪設塑料薄膜，并用泥漿池存放廢棄鉆井液；經過泥漿池的自然沉降，上面澄清的泥漿水作為鉆井液循環使用；鉆井完畢后，通過在泥漿池中添加水泥和石灰，就地掩埋。此傳統的廢棄鉆井液處理方法存在以下不足：①經過泥漿的自然沉降，上面澄清的泥漿水作為鉆井液循環使用，因泥漿的粘度和比重較大，其中的固相顆粒只能稍稍的減少，繼續使用這種泥漿，必然會有一些巖屑和沙礫隨泥漿進入泥漿泵，被再次送入井底，造成泥漿泵易損壞和鉆頭壽命的大大縮短，鉆頭進尺減少，鉆速降低，大量的巖屑和沙粒破壞了泥漿的造壁性能，甚至造成井塌、卡鉆等事故；②在井場挖土坑作為廢棄鉆井液存儲池，存在一定的地表水污染風險，例如在施工過程中遇到暴雨和其他水源匯集井場，廢棄鉆井液可能會泄漏到鄰近的農田、水體和表層土壤中，破壞井場附近的生態環境；③目前部分地區已經禁止采用就地掩埋，完井后要求清理干凈，清理工作費時，成本高；④本身采用就地挖坑的方法勞動強度大，效率低。

目前多通過拉運至處理站集中處理的方式替代傳統的就地掩埋方式，以減少生態環境的破壞，普遍采用就地放置大型鉆井液儲存罐的形式，鉆井平臺產生的鉆井液通過輸送管道流入儲存罐，儲存罐裝滿后使用鏟車或者人工方式將儲存罐運至處理站。主要不足：①儲存罐占地面積大；②運輸費用高；③成本高；④效率低；⑤統計分析結果表明，鉆井時鉆井液每日維護費用約90％是在固相控制或以此相關的問題上，鉆井液中加重、重晶石的費用約占鉆井液總材料費用的75％，有用的部分泥漿液不能循環使用，導致鉆井運行成本高。

近年來，固控系統從鉆井液循環罐到固控設備，技術上都有了較大改進，工藝流程趨向合理。鉆井液固控設備的凈化流程大致是：井口(返出的鉆井液)→鉆井液振動篩→真空除氣器→鉆井液除砂器→除泥器→鉆井液離心機→凈化的鉆井液返回井口，主要不足：①鉆井液振動篩篩網網目選擇較困難且篩網易堵，影響處理效果；②與鉆井液除砂器、除泥器中配套的振動篩網目選擇比較困難且篩網易堵，影響處理效果；③由于鉆井液離心機之前工序設備存在不足，導致大顆粒徑(大于20μm)的泥漿進入高速離心機，影響鉆井離心機的分選效果，導致處理后的鉆井液固相顆粒較多，鉆頭的使用壽命短。

國外固相控制設備性能良好、工作穩定、壽命長，已實現設備類型的標準化、系列化和專用化。美國石油工具有限公司固相控制系統由4臺振動篩和兩臺干燥器組成；4臺振動篩和一臺干燥器并聯在一起，井內返出的鉆井液由鉆井液分配器分流到4臺振動篩和一臺干燥器進行處理，它們分離出的固相顆粒再由另一臺干燥器進行處理，使顆粒進一步脫水；脫出的液體回收，干燥的顆粒被排掉，其主要不足：①振動篩和干燥器篩網網目選擇困難，且篩網易堵；②進口產品價格昂貴，配件成本高，周期長。

專利號為201420016318.4的實用新型專利《一種廢棄鉆井液處理系統及其收集裝置》，主要存在不足：有用的部分鉆井液不能循環使用，導致鉆井運行成本高。

專利號為201320881564.1的實用新型專利《廢液鉆井液處理裝置》，主要存在不足：廢棄鉆井液經脫穩分離單元后，沒有濃縮過程，直接進入板框壓濾機，由于入料濃度低，導致板框壓濾機工作效率低。

隨著石油勘探工業的發展，鉆井深度不斷增加，鉆遇地層日益復雜，深井、超深井、水平井、欠平衡井等特殊井越來越多，對鉆井液固控系統提出了更高的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足之處，提供一種鉆井液固控循環系統工藝方法。